地表水体水质改善技术及沉积物中磷细菌作用研究

论文摘要

我国地表水体污染普遍严重，水环境生态质量不断恶化，影响水体正常使用功能；另外，沉积物中磷的再释放是影响水体水质的重要原因，而沉积物中的磷细菌对磷的吸收、贮存和释放在磷循环中起着极其重要的作用，为此本研究针对地表水体水质改善技术及沉积物中磷细菌作用分别进行了研究，并选择在杭州市内河进行了水质改善的技术实践，主要成果如下： （1） 在室内模拟条件下，分别设置了高溶解氧（7.0mg／L）、中溶解氧（5.0mg／L）和低溶解氧（1.0mg／L）三种状态，试验结果表明，中溶解氧水平能够有效降低上覆水中的氨氮值，同时能够维持水体较低的TN值和TP值，过高的溶解氧对于水质的维护并没有显著效果；而低溶解氧状态下，反而促进了底泥向上覆水释放氨氮、TN和TP。 （2） 在沉积物—水系统中引种两类四种高等水生植物—漂浮植物（水花生、水鳖）和沉水植物（金鱼藻、河藻），试验结果表明水生植物利用其生长吸收作用，能够显著降低底泥和水体中的总氮和总磷含量，在系统所去除的总氮和总磷中，水生植物的贡献率在40％左右；而且引种水生植物后，系统中很快形成小生态链，这是一般工程措施难以做到的。 （3） 采用生物栅技术，并辅以人工增氧，结果表明此项技术优于直接曝气法，水体中COD和氨氮浓度优于地表水Ⅳ类标准，总磷浓度持续下降，随着实验的进行，微生物菌群逐渐形成，显示出较高的脱氮除磷效果；实验中发现表层约2mm的底泥呈现灰白色，表明对底泥也有一定的矿化作用。 （4） 实验中采用就地接触氧化技术，同时辅以人工增氧，由于人为创造了适宜硝化菌生存的环境条件，对于氨氮的去除率较高，试验装置在启动一周内即开始良好运行，出水水质较为稳定，氨氮平均去除率为86.8％，此项技术在运行中不会影响到城市河流的防洪、排涝功能。 （5） 通过工程实践，表明引配水较好地改善了河道配水前端水的质，溶解氧大幅度提高，高锰酸盐指数基本在地表水Ⅲ～Ⅵ类标准值之间，但是在河道的中下游，两项水质指标显著恶化，基本徘徊在地表水Ⅴ类附近。 （6） 在沿山河曝气工程实践过程中，水体DO值除了在降雨期间有所增高以外，其它时段没有明显变化，BOD5和COD值也没有明显变化。但是底泥中微生物的好氧菌数量逐渐增多，到实验后期，好氧菌在数量上占据了底泥微生物中的绝对优势，为提高水

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引论
• 1.1 我国地表水资源现状
• 1.1.1 我国地表水资源概况
• 1.1.2 我国地表水污染现状
• 1.1.3 地表水体污染特征
• 1.1.4 湖泊污染特征
• 1.2 地表水体污染的危害
• 1.2.1 水体污染对生态系统的影响
• 1.2.2 水体污染对人体健康的影响
• 1.3 地表水体水质改善技术研究
• 1.3.1 污染地地表水典型物理修复技术
• 1.3.2 污染地表水典型生物修复技术
• 1.3.3 污染地表水典型生态修复技术
• 1.4 地表水体沉积物中磷释放机理研究
• 1.4.1 地表水中的磷
• 1.4.2 水生态系统中的微生物
• 1.5 本论文选题思路
• 第二章 水质改善技术对水环境因子影响研究
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 沉积物
• 2.2.2 上覆水
• 2.2.3 分析方法
• 2.2.4 实验方案
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 不同氧浓度对控制底泥释放氮化合物的影响
• 2.3.2 不同氧浓度对控制底泥释放总磷的影响
• 2.3.3 水生植物对水体N、P的去除效果
• 2.3.4 水生植物在去除TN中的作用
• 2.3.5 生物栅处理对水体有机物和溶解氧的影响
• 2.3.6 生物栅处理对水体氨氮及总磷的影响
• 2.3.7 就地接触氧化对水体中有机物的去除效果
• 2.3.8 就地接触氧化对水体中氨氮的去除效果
• 2.4 本章小结
• 第三章 杭州内河水质改善实践
• 3.1 杭州内河引水冲污实践
• 3.1.1 杭州市区河道现状及历史变迁
• 3.1.2 杭州市区主要河道水质状况
• 3.1.3 杭州市城市河流引水总量
• 3.1.4 杭州市城市河流引配水工程实施路线
• 3.1.5 杭州内河引水效果
• 3.2 杭州内河人工增氧实践
• 3.2.1 人工增氧工程概况
• 3.2.2 河道水质及沉积物微生物变化
• 3.3 杭州内河疏浚工程实践
• 3.3.1 杭州内河疏浚工程概况
• 3.3.2 疏浚对沉积物释放的短时影响实验设计
• 3.3.3 疏浚对水体中环境因子的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 地表水体沉积物中磷细菌作用研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料与方法
• 4.2.1 沉积物的采集
• 4.2.2 上覆水的配制
• 4.2.3 微生物培养基
• 4.2.4 实验方案
• 4.2.5 分析方法
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 微生物在沉积物—水界面磷循环中的作用
• 4.3.2 微生物在沉积物中的垂直分布及其作用
• 4.3.3 沉积物中的磷细菌
• 4.4 本章小结
• 第五章 研究结论和展望
• 5.1 研究结论
• 5.2 本研究特色
• 5.3 研究展望
• 致谢
• 博士期间发表及撰写的论文